数码之家

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

微信登录

微信扫一扫,快速登录

搜索
查看: 2154|回复: 19

[综合] 低成本小型矢量网络分析仪nanoVNA硬件优化改进

[复制链接]
发表于 2020-8-24 11:29:26 | 显示全部楼层 |阅读模式

认识众多玩家高手/拆客/DIYer,查阅更多资源,一起学习技术知识

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册 微信登录

x
本帖最后由 wdywhq001 于 2020-8-26 08:54 编辑

首先感谢@hugen 带来这么高性价比的设备,这机器在国外很火,在国内似乎讨论它的不多,本人工作需要购得一台,但不满足现有性能,逐结合国外大神的一些讨论对其硬件进行的改造,大部分是抄作业,发帖记录一下。

由于本人时间较零碎,整个改造过程历时很长且仍未完结。

先上一张改造前后的对比图,上面的机器是硬件电路优化改进后的,下面的机器是原始的机器,可看出S21(CH1)在300-600MHZ频段的动态及本底噪音提升明显。

动态对比

动态对比


具本人了解(如果有错误请指正),nanovna原始设计是由日本的爱好者edy555在2016年前设计的,软件硬件全部开源,国内较早参与的是hugen,设计的H版及H4版(本人持有的硬件是有hugen设计的较早的H版),其突出的性能+极低的成本,让更多的爱好者拥有自己的网分。原始设计虽然按照小型化设计但并没有电池供电,移动使用不方便,hugen增加了电池供电带来了可移动特性,使其真正成为移动便携的网分神器,但也带来了一些设计缺陷,直到V3.4版本才解决了这些硬件上的缺陷,本人所持有的硬件版本是较早的V3.1版本,自然是存在这些硬件缺陷的,由于属于完美主义偏执狂类型,既然有问题,那就着手解决这些问题。


硬件优化改进已完成的工作:
1、充电电流降低至300mA,充电干扰及连接电脑干扰问题解决。
2、DAC供电,PLL供电,以及混频供电引起的低噪问题解决。
3、电桥电路优化,使其谐波状态下性能更好,在300-600MHz动态提升到-80db!(更正:实测有效动态只有-60db,低噪降低到-80db,将更改电路增加高通及低通衰减,从新修改CH1电桥衰减比后校准测试,最近有空将实施这项计划
4、关机状态下实时时钟保持运行,PS:就只是增加一个32.768khz的晶振。

准备继续折腾的工作:
0、给H版增加TF卡座(已打板但由于需要飞线,本人从心理上拒绝)
1、找hugen买一块H4的PCB,从0开始制作并改进硬件性能,由于hugen神龙见首不见尾,暂时还没得到答复,实在不行就自己画吧。
2、设计并制作7寸屏幕设备,国大神已与昨天实现7寸屏幕的支持。
3、更大的电池和更可靠的外壳及防水性能,抵抗户外严酷环境。

声明:本人不会发布任何硬件设备成品,请勿联系购买事项,如需硬件设备请联系@hugen 和@BH5HNU ,hugen的H4版和BH5HNU的F版都是极好的设备。


正文开始:
所有改造本人尽量采用原位置替换,尽量不飞线。
1、充电电流降低至300mA,充电干扰及连接电脑干扰问题解决。
原始设计采用IP5303作为充电及5V升压,猜测hugen本意是外围电路较简单,但是未考虑这颗IC的充电电流较大,并且工作频率给混频电路以及DAC带来干扰,直到V3.4版本才改用FM9688这颗DC-DC芯片,既然如此,那就采用FM9688设计一块PCB原位置替换IP5303,同时增加钽电容滤波,进一步降低电源噪音。
PS:第一版PCB仍然有些结构上的问题,新版将在明天到来。
采用全屏蔽6A大电流电感,USB充电输入采用6V100UF音频钽电容,5V输出采用22UF钽电容(混频供电采用独立LC滤波,所以这里输出电容使用的容量并不大)原理图

DC-DC

DC-DC


设计采用原位置替换,避免飞线

FM9688

FM9688


2、DAC供电,PLL供电,以及混频供电引起的低噪问题解决。
原设计采用6206作为3.3V LDO,并且没有做滤波考虑,电源噪音非常大。混频电路主供电也没有做滤波考虑。
改进采用RT9193这颗低波纹的LDO,之前在做电压ADC时候用过,可以稳定6位ADC芯片,混频供电使用LC滤波,实测效果极好!

LDO及LC滤波 原理图:

LDO及LC滤波

LDO及LC滤波



LDO+LC,依然采用原位置替换

LDO+LC

LDO+LC


电源部分改装完毕后试一下充电及开机:

充电试一下

充电试一下


3、电桥电路优化,使其谐波状态下性能更好,在300-600MHz动态提升到-80db!
这个就是抄作业了,根据国外大神的讨论,CH1电桥和CH0的输出电平均做了改进,hugen也更新了V3.5.0版本硬件原理图,但是硬件什么时候生产就不知道了,既然如此,那就改吧。
编号  原始  更改
R9     82     200
R13   150    0
R22    39    240
R23    39    240
R24   100    56
R25    22     56
移除R29 R30 R31
C40 C43 C44并联100nF 0402规格电容

CH1电桥修改

CH1电桥修改

CH1电桥修改


CH0电桥修改

CH0电桥修改

CH0电桥修改


4、关机状态下实时时钟保持运行,PS:就只是增加一个32.768khz的晶振。

焊接32.768晶振

焊接32.768晶振


全部完成后看一下400-500MHZ的动态及本底噪音情况

400-500动态及低噪

400-500动态及低噪


可以看出,改善十分明显!已经可以作为UHF频段的工具使用了!




打赏

参与人数 5M币 +78 收起 理由
2n3055 + 20 謝謝分享
kkdkj + 20 不太懂哟
baihan1986 + 10 優秀文章
不长叶子的树 + 20 優秀文章
xiaoqi233 + 8 優秀文章

查看全部打赏

发表于 2020-8-24 15:12:07 | 显示全部楼层
没怎么看到网络评估的便携机器,楼主介绍下这个设备呢?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-24 23:35:18 | 显示全部楼层
咸鱼好像199
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 11:41:47 | 显示全部楼层
这个很好,我也在弄,不过不明白,为什么要弄在便携的,弄个台式的不好么? 我的方向就是台式。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 12:08:48 | 显示全部楼层
这个能分析wifi天线吗?有没有低成本的wifi天线分析仪?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 13:35:46 | 显示全部楼层
楼主的帖子很有学习价值,我也在玩这个。
我想请教楼主怎么看动态大小,端口2的本底是不是就是s21的动态?另外s11动态应该怎么测量?
没有银子自己画板做的,屏幕买小了。 IMG_20200825_124945.jpg
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 16:58:50 | 显示全部楼层
各位有没有成品的,发个能在淘宝上搜到的名字出来给大家感受下?
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 19:44:12 | 显示全部楼层
不好意思,问一下,怎么找到联系@hugen 和@BH5HNU呢?对这个仪器挺感兴趣的。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-25 22:03:36 | 显示全部楼层
寒稞 发表于 2020-8-25 19:44
不好意思,问一下,怎么找到联系@hugen 和@BH5HNU呢?对这个仪器挺感兴趣的。 ...

什么娱乐购物网站就有,nanovna。
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2020-8-26 08:46:14 | 显示全部楼层
msold5 发表于 2020-8-24 15:12
没怎么看到网络评估的便携机器,楼主介绍下这个设备呢?

https://ttrf.tk/kit/nanovna/
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2020-8-26 08:47:09 | 显示全部楼层
yhgwork 发表于 2020-8-24 23:35
咸鱼好像199

去买H4吧,贵百十块,屏幕4寸的,性能也提升不少,改一下电桥就能达到上面的效果,甚至更好
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2020-8-26 08:47:51 | 显示全部楼层
holts 发表于 2020-8-25 11:41
这个很好,我也在弄,不过不明白,为什么要弄在便携的,弄个台式的不好么? 我的方向就是台式。 ...

折腾7寸台式,我准备折腾7寸便携,基本说这个7寸便携就可以台式便携两用的
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2020-8-26 08:48:35 | 显示全部楼层
本帖最后由 wdywhq001 于 2020-8-26 08:51 编辑
韩小羽 发表于 2020-8-25 13:35
楼主的帖子很有学习价值,我也在玩这个。
我想请教楼主怎么看动态大小,端口2的本底是不是就是s21的动态? ...

厉害,动态最好是找个滤波器啥的实测一下
回复 支持 反对

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2020-8-26 08:49:15 | 显示全部楼层
msold5 发表于 2020-8-25 16:58
各位有没有成品的,发个能在淘宝上搜到的名字出来给大家感受下?

nanovna
避免嫌疑自己看吧,hugen79
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-26 10:36:37 | 显示全部楼层
wdywhq001 发表于 2020-8-26 08:48
厉害,动态最好是找个滤波器啥的实测一下

请教楼主v2的效果好不好,准备买个玩
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-26 10:57:02 | 显示全部楼层
wdywhq001 发表于 2020-8-26 08:47
折腾7寸台式,我准备折腾7寸便携,基本说这个7寸便携就可以台式便携两用的 ...

直接取消屏,通过兰牙连接到电脑,在电脑上显示。
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-26 21:22:10 | 显示全部楼层
wdywhq001 发表于 2020-8-26 08:49
nanovna
避免嫌疑自己看吧,hugen79

谢谢, 已收藏。
不过看上去是3G这类网络使用,不是我想要的LAN测试硬件
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-27 19:32:06 | 显示全部楼层
祺243288 发表于 2020-8-25 22:03
什么娱乐购物网站就有,nanovna。

谢谢。这就去查看
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表于 2020-8-28 19:01:07 | 显示全部楼层
同款使用中。我的电池改大了,本人业余无线电爱好者,呼号:BI6JIR。喜欢野外设台通联。这个小设备测试短波天线还是非常实用的,价格也非常实惠。
回复 支持 反对

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册 微信登录

本版积分规则

Archiver|手机版|小黑屋|关于我们|联系我们|网站条款|数码之家 ( 闽ICP备05031405号 )

GMT+8, 2020-10-2 04:05 , Processed in 0.265201 second(s), 16 queries , Redis On.

Powered by Discuz!

© 2001-2019 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表